12Cr2Ni4A钢球面垫圈开裂原因

某航空发动机经工厂试车后,发现其球面垫圈外圆发生开裂。采用宏观观察、断口分析、能谱分析、金相检验、硬度测试等方法对该球面垫圈的开裂原因进行了分析。结果表明:该球面垫圈经氰化处理后,在磨削加工过程中,磨削温度过高导致磨削烧伤,形成黑色团状区域,该区域在快速冷却后,存在较大的残余应力,从而在该区域产生磨削裂纹,最终导致该球面垫圈发生开裂。

12Cr2Ni4A钢高温真空低压脉冲渗碳工艺

与传统气氛渗碳相比,高温真空渗碳在提高渗碳效率、产品质量和节约能源方面均表现出明显优势.本文分析了12Cr2Ni4A钢的奥氏体晶粒长大行为、扩散系数及奥氏体饱和碳质量分数等关键参数的影响,结合真空低压脉冲渗碳工艺原理,对高温真空低压脉冲渗碳工艺进行实验验证.结果表明:实验钢在930,950,980℃渗碳温度下,渗碳层的硬度梯度曲线和碳质量分数梯度曲线的实测值与预期值吻合较好.此外,随着渗碳温度的升高,碳的扩散系数和奥氏体饱和碳质量分数增加,高温真空渗碳可显著提高渗碳速率,温度每提高10℃约使渗碳效率提高14%~17%.

超声滚压加工参数对12Cr2Ni4A钢表面粗糙度和表面形貌的影响

为了探究超声滚压加工参数对12Cr2Ni4A钢表面性能的影响,分析主轴转速、轴向进给量、加工次数及压下量对12Cr2Ni4A钢表面粗糙度和表面形貌的影响规律。通过表面粗糙度测量仪对原始表面及加工后的表面进行测定,并选用超景三维深显微镜对12Cr2Ni4A钢表面形貌进行可视化分析。结果表明,12Cr2Ni4A钢在经过超声滚压加工后,能显著降低车削的加工痕迹,试件的表面粗糙度降低至0.2μm,表面形貌得到极大改善。

12Cr2Ni4A钢的高压气淬

高压气淬是一种先进、环保的淬火工艺。对12Cr2Ni4A钢制负拉力油缸分别进行了9×10~5 Pa压力的高压气淬和普通的碱浴等温淬火,然后进行-70℃冷处理和180℃低温回火。热处理后,检测了油缸的显微组织和力学性能,以揭示12Cr2Ni4A钢零件采用高压气淬替代等温淬火的可行性。结果表明:经高压气淬、冷处理和低温回火的12Cr2Ni4A钢油缸的显微组织、硬度及力学性能与经等温淬火、冷处理和低温回火的12Cr2Ni4A钢基本相同,且高压气淬的零件畸变更小,说明对于12Cr2Ni4A钢零件,以高压气淬替代现有的等温淬火是可行的。

2Cr12Ni4Mo3VNbN钢的冲击性能

将不同炉次的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢锭锻造成ϕ220 mm棒材。对棒材进行1050℃保温1 h油淬、560℃回火2 h空冷和540℃回火2 h空冷。棒材的冲击试验表明,钢锭顶部和底部锻制的棒材冲击性能差异较大。为此,检测了由两炉次钢锭锻制的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢棒材的冲击韧度、冲击断口形貌、化学成分、显微组织和析出相成分。结果表明:钢锭顶部和底部锻制的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢棒材中一次MX型析出相的含量和分布不同,从而导致其冲击性能差异较大。

超临界汽轮机低压转子0Cr17Ni4Cu4Nb钢叶片断裂原因

某超临界汽轮机低压转子次末级0Cr17Ni4Cu4Nb钢叶片发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析、金相检验、硬度测试等方法分析了叶片断裂的原因。结果表明:在灵活性运行工况下,机组承受的载荷频繁发生变化,造成低压缸进汽量和汽流频繁大幅波动,导致长叶型的次末级叶片在运行过程中发生颤振;次末级叶片的叶根尺寸与叶根槽不匹配,使叶根松动、叶片晃动,加剧了叶片的颤振;在两种因素共同作用下,机组出汽侧近叶根的应力集中区域萌生了裂纹,在叶片颤振产生的交变应力作用下,裂纹以疲劳的形式不断扩展,最终导致叶片整体断裂。

20Cr2Ni3钢顶头表面氧化膜断裂行为的数值研究

基于试验数据,利用扩展有限元方法(extended finite element method,XFEM)和内聚力模型(cohesive zone model,CZM),对20Cr2Ni3钢顶头表面氧化膜的断裂行为进行了数值分析,研究了氧化膜受力方向和孔洞对裂纹生长行为的影响。结果表明:氧化膜受力方向影响裂纹扩展路径,外层氧化膜裂纹尖端的J积分和应力强度因子K_I随着θ角(受力方向与氧化膜的夹角)的增大而减小,当θ角增大到90°时裂纹停止生长;外层氧化膜上孔洞使得裂纹尖端的J积分和应力强度因子K_I减小。同时,孔洞的存在使得外力传递到内层氧化膜时产生应力集中和偏移,导致内层裂纹受力不均,减小了受力方向对内层裂纹生长的影响。

TiB_(2)含量对基于PLC控制的激光选区熔化成形TiB_(2)/4Cr13钢复合材料组织与性能的影响

采用机械球磨和激光选区熔化成形方法,制备了不同TiB_(2)质量分数(0.6%,1.2%,1.8%)的TiB_(2)/4Cr13钢复合材料,研究了TiB_(2)含量对复合材料物相组成、微观形貌、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:复合材料由α-Fe、γ-Fe、TiB_(2)等相组成;随着TiB_(2)含量的增加,复合材料的相对密度降低;当TiB_(2)质量分数为0.6%时,复合材料的组织最为细小均匀,随着TiB_(2)含量的继续增加,晶粒尺寸增大,且组织中出现裂纹、微孔等缺陷;随着TiB_(2)含量增加,复合材料的硬度降低,摩擦因数和磨损率增大,点蚀和自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性能变差。

0Cr12Mn5Ni4Mo3Al冷轧钢带力学性能不合格原因分析

采用金相显微镜、显微维氏硬度计、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等检测分析设备,对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al冷轧钢带力学性能不合格的原因进行分析。结果表明:在固溶过程中,氨气高温分解后形成的活性氮原子渗入0Cr12Mn5Ni4Mo3Al冷轧钢带表层,降低了0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢的马氏体转变温度,导致钢带表层的奥氏体无法转变为马氏体,大幅降低钢带的力学性能。

00Cr14Ni14Si4钢在1000 m^(3)储罐中的应用

介绍了C4钢材料的性能、C4钢储罐的结构、钢储罐的应用现状及应用中的限制因素,00Cr14Ni14Si4钢因其优良的抗非致化态和敏化态晶间腐蚀及抗应力腐蚀的性能在浓硝酸生产储存中具有广泛应用。对00Cr14Ni14Si4钢储罐焊接、制造、检验和验收的要求进行分析和总结,为C4钢在中型储罐上的应用提供了技术支持,从而保证储罐安全、经济合理使用。

14Cr17Ni2钢锻件断裂原因分析

针对14Cr17Ni2钢锻件锻造退火后出现裂纹的原因对裂纹周围试样进行取样,对金相试样及断口位置进行了金相显微观察、扫描电镜形貌观察和能谱分析,研究了锻钢金相组织和热处理工艺,并对14Cr17Ni2钢锻件原料采购及锻造热处理工艺进行了改进,可以避免14Cr17Ni2钢锻件锻后裂纹的出现。

机加工刀具用W6Mo5Cr4V2钢开裂原因分析

通过宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验和SEM形貌分析等方法对机加工刀具用W6Mo5Cr4V2钢开裂原因进行了分析。结果表明,失效机加工刀具组织存在断续网状与堆集的多角状碳化物以及后续热处理工艺不当导致的刀具出现未淬透现象是造成刀具开裂的主要原因。刀具淬硬区与未淬硬区之间的过渡区域及芯部网状与堆集的多角状碳化物集中处会产生较大应力集中点,在刀具进行磨削加工工艺或操作不当时,表层拉应力超过材料强度极限,并在内部淬火应力作用下,在应力点产生裂纹并扩展,最终导致刀具崩裂。

20Cr2Ni4A钢的高温热变形行为及热加工图

利用热模拟试验机,在变形温度800~1050℃、应变速率0.01~5 s^(-1)条件下对20Cr2Ni4A钢进行单道次热压缩试验,对获得的真应力-真应变曲线进行摩擦修正,根据摩擦修正后的曲线,分析了其高温热变形行为,构建了热变形本构模型,绘制了热加工图。结果表明:通过摩擦修正计算得到的流变应力小于实测应力,二者差距随应变增加而增大;当变形温度为850~1050℃,应变速率为0.01~0.1 s^(-1)时,试验钢在热压缩过程中的动态再结晶较明显;构建的热变形本构模型能够很好地预测试验钢在高温变形时的峰值应力,预测值与实测值的平均相对误差在3.44%;由建立的热加工图结合显微组织,得出试验钢适宜的热变形工艺参数为变形温度875~925℃、应变速率0.01~0.02 s^(-1)和变形温度925~1050℃、应变速率0.01~1 s^(-1)。

18Cr2Ni4WA钢奥氏体形核和长大行为研究

在齿轮热加工过程中,发现有晶粒粗大不均匀即混晶现象,严重影响着大型风电齿轮的综合性能以及该新型材料的推广应用。为了细化晶粒、改善大型齿轮综合力学性能,以18Cr2Ni4WA大型齿轮钢为研究对象,研究其锻后热处理过程中奥氏体晶核形成及其晶核长大行为。结果表明,该钢的形核和长大都与α相再结晶有关,在临界温度(700℃)主要是针状形核,临界温度以上(740℃)发生球状形核。随着α相再结晶完成,长大趋于等轴状,且奥氏体均匀化。

超高强度23Co14Ni12Cr3MoE钢的热变形行为研究

利用Gleeble-3800热力模拟试验机,在1123～1423K温度范围,应变速率0.5～10s-1条件下,对二次硬化超高强度23Co14Ni12Cr3MoE钢进行了高温轴向压缩试验,测得了钢的高温流变曲线,并观察了变形后的显微组织。实验结果表明,该钢流变应力和峰值应变随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小;在真应变为0.8,应变速率为0.5～10s-1的条件下,随着变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高。当变形速率为10s-1时,其变形温度高于1373K,才会发生完全动态再结晶。23Co14Ni12Cr3MoE钢的热变形激活能(Q)为421.6kJ/mol。本次研究还确立了钢的热变形方程。

时效处理温度对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢力学性能的影响

对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢进行固溶热处理,选定430℃、480℃、520℃、560℃、590℃共5个温度进行时效处理试验,探讨了时效处理温度对0Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢的硬度和拉伸性能的影响规律,确定了制备某设备上的高压无扩口导管钢材的最佳固溶处理温度范围为1 000-1 050℃,最佳时效温度范围为480-520℃。

超声滚压12Cr2Ni4A齿轮钢残余压应力特性研究及参数优化

目的实现高效率、低表面粗糙度和大残余压应力制造。方法利用ANSYS软件建立12Cr2Ni4A齿轮钢外圆超声滚压有限元模型,分析超声滚压加工后,残余应力场的分布规律。搭建12Cr2Ni4A齿轮钢试验平台,研究工艺参数对工件表层残余应力的影响规律。同时对有限元模型进行验证。运用非线性曲线拟合方法,构建超声滚压工件表面残余应力及其表面粗糙度预测模型,基于赫兹接触理论和压痕几何关系,建立外圆超声滚压加工效率理论模型。结果经过超声滚压加工后,12Cr2Ni4A齿轮钢表层残余压应力显著提升,且沿滚压深度方向,呈现先增大后减小趋势。最大残余压应力随着初始静压力的增加,峰值点逐渐从表层向次表层移动,最大残余压应力值为−654 MPa,此时硬化层深度约为0.8 mm。经优化得到最优参数为:F=315 N,vf=0.32 mm/min,n=269 r/min。结论12Cr2Ni4A齿轮钢表层残余压应力随静压力的增大,呈线性增加趋势,随主轴转速和进给量的增大略微减小。参数优化后,加工效率得到进一步提升,工件能够获得良好的表面状态。

孔挤压强化对23Co14Ni12Cr3MoE钢疲劳性能的影响

采用孔挤压强化工艺使23Co14Ni12Cr3MoE高强度钢表面层产生残余压应力,用X射线应力分析仪测定了孔挤压强化残余应力场,对比了带孔试样机械加工与挤压强化状态下的疲劳S-N曲线,用SEM观察分析了疲劳断口特征。结果表明,23Co14Ni12Cr3MoE高强度钢经孔挤压强化后,1×106循环周次下的条件疲劳极限提高了26%;孔挤压试样的裂纹特征为1/2椭圆状的表面裂纹,而机械加工试样的裂纹特征是1/4椭圆状的角裂纹。

喷丸强化对23Co14Ni12Cr3MoE钢疲劳性能的影响

采用喷丸强化工艺在23Co14Ni12Cr3MoE高强度钢表面层引入了残余压应力,测定了喷丸工艺下的表面粗糙度、残余应力与疲劳寿命,对比了缺口试样(应力集中系数Kt=2)磨削加工与喷丸状态下的疲劳S-N曲线。结果表明,23Co14Ni12Cr3MoE高强度钢对喷丸强度的要求不同于一般的高强度钢,喷丸强度高时将产生过喷效应,导致疲劳寿命的降低,在优化的喷丸工艺条件下,缺口试样(Kt=2)在1×107循环周次下的条件疲劳极限提高了22%。

12Cr2Ni4钢预备热处理方法对畸变量的影响

本文就12Cr2Ni4钢预备热处理方法对渗碳淬火畸变量的影响进行了试验研究,采用国际上通用的C形畸变试样和按比例缩小的模拟齿轮,对两种不同预备热处理工艺的畸变试样和模拟齿轮进行渗碳淬火的对比试验。测试渗碳淬火的工艺有930℃渗碳及渗后780℃一次淬火和渗碳后820℃二次淬火,试验参数的变化还有不同尺寸的渗碳炉,放置于渗碳炉中不同的高度等。结论是:调质预备的畸变量小于正火回火的畸变量。对于易于变形的工件、对变形要求严格的工件,以及比较重要的工件,预备热处理应优先选用调质工艺。